JP2016011900A - Attachment device of torque sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクに応じた補助操舵トルクをパワーステアリングモータにより発生して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置において、トルクセンサを取り付けるためのトルクセンサの取付装置に関する。 The present invention relates to a torque sensor mounting device for mounting a torque sensor in an electric power steering device that generates an auxiliary steering torque according to a steering torque applied to a steering wheel by a power steering motor and transmits the auxiliary steering torque to an output shaft of a steering mechanism. About.
従来、電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクをトルクセンサにより検出し、検出した操舵トルクに応じた補助操舵トルクをパワーステアリングモータにより発生して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている(特許文献1参照)。 Conventionally, an electric power steering device detects a steering torque applied to a steering wheel by a torque sensor, generates an auxiliary steering torque corresponding to the detected steering torque by a power steering motor, and transmits it to an output shaft of a steering mechanism. (See Patent Document 1).
このような電動パワーステアリング装置に用いられるトルクセンサは、通常、ケースと、このケース内に収容されステアリングホイールに連結された入力軸に外嵌されるステータアッセンブリと、異なる磁極が円周方向に交互に配置された円環状マグネットを有し操舵機構の出力軸に外嵌されてステータアッセンブリの内側に配設されるロータアッセンブリと、ケース内に収容されロータアッセンブリに対するステータアッセンブリの回転差に基づく磁束を検出する磁気センサ部とを備えており、両端がそれぞれ入力軸および出力軸に固定されたトーションバーがステアリングホイールに加えられる操舵力により捻られることによって、入力軸と出力軸との間に生じる回転差を磁気センサ部により操舵トルクとして検出する。 A torque sensor used in such an electric power steering device is usually a case, a stator assembly that is housed in the case and is externally fitted to an input shaft connected to a steering wheel, and different magnetic poles alternately in the circumferential direction. And a magnetic flux based on a rotation difference of the stator assembly with respect to the rotor assembly, which is accommodated in the stator assembly and fitted inside the output shaft of the steering mechanism and disposed inside the stator assembly. Rotation that occurs between the input shaft and the output shaft by twisting a torsion bar with both ends fixed to the input shaft and the output shaft by the steering force applied to the steering wheel. The difference is detected as a steering torque by the magnetic sensor unit.
ところで、従来のトルクセンサは、ロータアッセンブリを内設したステータアッセンブリが1つのケース内に収容され、ロータアッセンブリおよびステータアッセンブリがハウジングに収容されて一体化された状態で入力軸および出力軸それぞれに嵌合されるが、入力軸および出力軸が内部に収納されたチューブにトルクセンサを取り付けてから、チューブを装置ハウジングに取り付けられたスペーサに圧入する際に、入力軸および出力軸それぞれへの嵌合をめくら作業で行わなければならず、作業効率が悪くしかも取り付け精度も悪いという問題がある。 By the way, in a conventional torque sensor, a stator assembly in which a rotor assembly is provided is accommodated in one case, and the rotor assembly and the stator assembly are accommodated in a housing and integrated with each of the input shaft and the output shaft. When the torque sensor is attached to the tube in which the input shaft and output shaft are housed, and then the tube is press-fitted into the spacer attached to the device housing, it is fitted to the input shaft and output shaft respectively. There is a problem that the work efficiency is low and the mounting accuracy is also low.
そこで、出力軸を収容した装置ハウジングに、先にスペーサを取り付けておき、その後トルクセンサを出力軸を嵌合してからチューブを取り付けることも考えられるが、トルクセンサを出力軸に嵌合するのに出力軸の軸方向に押し込む際に、トルクセンサの構成上、ロータアッセンブリがステータアッセンブリに嵌合ではなく内側に配設されているだけであり、ロータアッセンブリを出力軸に嵌合するときにステータアッセンブリが軸方向(スラスト方向)に所定のストローク量だけ移動可能な構造であるため、ステータアッセンブリの移動量に応じてトルクセンサとスペーサとの間にスラスト方向に所定の隙間を確保しておく必要があるがこのような隙間を設けておくと、組付け後に隙間によってトルクセンサにがたつきが生じて異音の発生を招くという問題がある。 Therefore, it is possible to attach a spacer to the device housing that houses the output shaft first, and then attach the tube after the torque sensor is fitted to the output shaft, but the torque sensor is fitted to the output shaft. When the actuator is pushed in the axial direction of the output shaft, the rotor assembly is not arranged in the stator assembly but only on the inner side due to the structure of the torque sensor. When the rotor assembly is fitted into the output shaft, the stator Since the assembly can move in the axial direction (thrust direction) by a predetermined stroke amount, it is necessary to ensure a predetermined gap in the thrust direction between the torque sensor and the spacer according to the movement amount of the stator assembly. However, if such a gap is provided, the torque sensor will be rattled by the gap after assembly and noise will be generated. There is a problem that leads to.
一方、上記した特許文献1におけるトルクセンサでは、トルクセンサの構成部品が軸側と装置ハウジング側に分離されてそれぞれが先組みされ、その後、軸側と装置ハウジング側の構成部品が合体されるようになっているが、合体時にオイルシールを傷つけないようにすることが非常に困難であり、トルクセンサの調整を合体後に行わなければならず調整に熟練を要するなど制約が多いという問題がある。
On the other hand, in the above-described torque sensor in
本発明は、トルクセンサをケースごと出力軸に取り付け可能にし、トルクセンサの調整等のための熟練も要さず、トルクセンサを簡単に精度よく取り付けられるようにすることを目的とする。 An object of the present invention is to make it possible to attach a torque sensor to an output shaft together with a case so that the torque sensor can be easily and accurately attached without requiring skill for adjusting the torque sensor.
上記した目的を達成するために、本発明のトルクセンサの取付装置は、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクに応じた補助操舵トルクをパワーステアリングモータにより発生して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に設けられ、前記操作トルクを検出するトルクセンサであって、円筒状本体と該本体の一部に連結して設けられた把手とを有するケースと、前記ケース内に収容されステアリングホイールに連結された入力軸または前記出力軸に外嵌されるステータアッセンブリと、異なる磁極が円周方向に交互に配置された円環状マグネットを有し前記出力軸または前記入力軸に外嵌されて前記ステータアッセンブリの内側に配設されるロータアッセンブリと、前記ケース内に収容され前記ロータアッセンブリに対する前記ステータアッセンブリの回転差に基づく磁束を検出する磁気センサ部とを備え、両端がそれぞれ前記入力軸および前記出力軸に固定されたトーションバーが前記ステアリングホイールに加えられる操舵力により捻られることによって、前記入力軸と前記出力軸との間に生じる回転差を前記磁気センサ部により前記操舵トルクとして検出するトルクセンサを取り付けるためのトルクセンサの取付装置において、前記入力軸が挿入配置されるステアリングコラムチューブの前記出力軸側端部の端面に形成されたフランジ部と、前記フランジ部に形成され前記トルクセンサの前記ケースの前記本体が嵌挿される円筒状嵌合部と、前記円筒状嵌合部の一部を切り欠いた切欠部分に形成され前記トルクセンサの前記把手が嵌挿される位置決め部とを有するガイド体を備えたことを特徴としている(請求項1)。 In order to achieve the above-described object, the torque sensor mounting device of the present invention is an electric power that generates an auxiliary steering torque according to a steering torque applied to a steering wheel by a power steering motor and transmits it to an output shaft of a steering mechanism. A torque sensor that is provided in a steering device and detects the operation torque, and includes a case having a cylindrical main body and a handle that is connected to a part of the main body, and a housing that is accommodated in the case. A stator assembly that is externally fitted to the connected input shaft or the output shaft, and an annular magnet in which different magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction. The stator is externally fitted to the output shaft or the input shaft. A rotor assembly disposed inside the assembly, and housed in the case, the rotor assembly A torsion bar having both ends fixed to the input shaft and the output shaft, respectively, is twisted by a steering force applied to the steering wheel. In a torque sensor mounting device for mounting a torque sensor for detecting a rotation difference generated between the input shaft and the output shaft as the steering torque by the magnetic sensor unit, a steering column in which the input shaft is inserted and arranged A flange portion formed on an end surface of the output shaft side end portion of the tube; a cylindrical fitting portion formed on the flange portion into which the main body of the case of the torque sensor is inserted; and the cylindrical fitting portion Positioning in which the handle of the torque sensor is inserted and formed in a notch portion in which a part of the torque sensor is notched It is characterized by comprising a guide body having a preparative (claim 1).
請求項1に係る発明によれば、ケース内にステータアッセンブリおよびこれに内挿されたロータアッセンブリを収容してトルクセンサを組み立てた状態で取り付け作業を行う場合に、ガイド体の円筒状嵌合部および位置決め部にトルクセンサの本体および把手がそれぞれ嵌挿されるため、トルクセンサの取り付けの際の芯出し、つまり中心の位置合わせが容易に行われ、しかも位置決め部に把手を嵌挿することよりトルクセンサの回転が防止される。また、ガイド体を鉄等の外部磁力を防ぐ素材により形成すると、トルクセンサへの外部からの磁力の影響を防げる。 According to the first aspect of the present invention, when the mounting operation is performed in a state where the stator assembly and the rotor assembly inserted therein are accommodated in the case and the torque sensor is assembled, the cylindrical fitting portion of the guide body is provided. Since the torque sensor main body and the handle are fitted and inserted into the positioning part, centering when attaching the torque sensor, that is, centering is easily performed, and torque is obtained by fitting the handle into the positioning part. The rotation of the sensor is prevented. Further, when the guide body is formed of a material that prevents external magnetic force such as iron, the influence of the external magnetic force on the torque sensor can be prevented.
したがって、見えない状態でのめくら作業ではなく、ガイド体によりトルクセンサを組み立てた状態でケースごと出力軸に精度よく位置合わせをしつつ簡単に取り付けることができて、トルクセンサのロータアッセンブリがケースおよびステータアッセンブリと適切な隙間を確保した状態でトルクセンサを出力軸に取り付けることが可能になり、しかもトルクセンサの調整が不要であることから、作業者は従来のような調整のための熟練を要することもなく、トルクセンサの取り付けを簡単に精度よく行うことができる。 Therefore, it can be easily mounted while accurately aligning the output shaft with the case in a state in which the torque sensor is assembled by the guide body, not in the blinding operation in an invisible state, and the rotor assembly of the torque sensor can be attached to the case and Since it becomes possible to attach the torque sensor to the output shaft while ensuring an appropriate clearance from the stator assembly, and the adjustment of the torque sensor is unnecessary, the operator needs skill for adjustment as in the prior art. In addition, the torque sensor can be easily and accurately attached.
また、ガイド体の位置決め部により取り付け後のトルクセンサの回転を防止でき、トルクセンサを精度よく位置決めした状態で取り付けることができ、ガイド体を鉄等により形成すれば、トルクセンサの外部磁力の影響を防止でき、外部磁力によるトルクセンサの検出精度の低下を未然に防止することが可能になる。 In addition, the rotation of the torque sensor after installation can be prevented by the positioning part of the guide body, and the torque sensor can be attached with a precise positioning. If the guide body is made of iron or the like, the influence of the external magnetic force of the torque sensor It is possible to prevent a decrease in detection accuracy of the torque sensor due to an external magnetic force.
本発明の一実施形態について、図1ないし図6を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態において、前、後、左、右とは車両進行方向に向かって前、後、左、右を意味する。 An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the present embodiment, front, rear, left, and right mean front, rear, left, and right in the vehicle traveling direction.
本実施形態における電動パワーステアリング装置は、図1に示すように構成されている。すなわち、ステアリングコラムチューブ1内に、ステアリングホイール(図示せず)に連結された中実の入力軸2がベアリング3を介して回転自在に収容され、チューブ1の前端が嵌合されたハウジング4内にベアリング5を介して回転自在に収容された操舵機構(図示せず)の中空の出力軸6の後端が入力軸2の前端面の凹部2a内に挿入され、出力軸6内に収容されたトーションバー7の両端が、それぞれ入力軸2の前端および出力軸6の前端に固定されている。
The electric power steering apparatus in the present embodiment is configured as shown in FIG. That is, a
そして、トルクセンサ10が取付装置Fにより出力軸6の前端部の外周に取り付けられ、ドライバの操作によってステアリングホイールに加えられる操舵トルクがトルクセンサ10により検出され、検出された操舵トルクに応じた補助操舵トルクが、ハウジング4に組み付けられたパワーステアリングモータ11により発生され、モータ軸に連結されたウォームギヤ12および出力軸6のほぼ中央部に外嵌されてウォームギヤ12に噛合されたギヤ13を介して、パワーステアリングモータ11により発生した補助操舵トルクが出力軸6に伝達されるようになっている。
Then, the
ところで、トルクセンサ10は図6に示すように構成され、円筒の内周を除去した形状を有する本体10aに把手10bが取り付けられた形状のケース10cと、このケース10c内に収容されケース10cに対して相対的に移動可能に配設されステアリングホイールに連結された入力軸2に外嵌される円環状を成すステータアッセンブリと、異なる磁極が円周方向に交互に配置された円環状マグネットを有し操舵機構の出力軸6に外嵌されてステータアッセンブリに対し相対的に軸方向に移動可能にステータアッセンブリの内側に配設される円環状を成すロータアッセンブリと、ケース10c内に収容されロータアッセンブリに対するステータアッセンブリの回転差に基づく磁束を検出するホール素子等の磁気センサ部とを備えている。ここで、トルクセンサ10のロータアッセンブリは、ステータアッセンブリの内側に移動可能に内設されているだけであって嵌入されているわけではなく、ロータアッセンブリを出力軸6に嵌合するときにロータアッセンブリが軸方向(スラスト方向)に所定のストローク量だけ移動可能な構造になっている。
By the way, the
そして、トーションバー7がステアリングホイールに加えられる操舵力により捻られることによって、入力軸2と出力軸6との間に生じる回転差が磁気センサ部により操舵トルクとして検出される。
Then, when the torsion bar 7 is twisted by a steering force applied to the steering wheel, a rotation difference generated between the
つぎに、本発明に係る取付装置Fの特徴的な構成について、図3ないし図6を参照して説明する。取り付け装置Fは、外観上、図3に示すように構成され、円環状の基部Faと、基部Faの後側面に一体形成された円筒部Fbと、円筒部Fbの端面に一部が切り欠かれて形成された第1切欠部Fcと、第1切欠部Fcの左端縁から後方に突出する段差Dをつけて円筒部Fcの端面の一部に形成された第2切欠部Fdとを備えている。このとき、第1切欠部Fcおよび第2切欠部Fdの円周方向への幅(寸法)W1,W2は、トルクセンサ10の把手10bの本体10aの周方向における幅w(図2参照)と同じに設定され、また段差Dは、トルクセンサ10のケース10cに対するロータアッセンブリの軸方向(スラスト方向)へのストローク量と同じ寸法に設定されている。
Next, a characteristic configuration of the attachment device F according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6. The mounting device F is configured as shown in FIG. 3 in appearance, and has an annular base part Fa, a cylindrical part Fb integrally formed on the rear side surface of the base part Fa, and a part of the end face of the cylindrical part Fb. A first notch Fc formed at the end, and a second notch Fd formed at a part of the end surface of the cylindrical part Fc with a step D protruding backward from the left end edge of the first notch Fc. ing. At this time, the widths (dimensions) W1 and W2 in the circumferential direction of the first cutout portion Fc and the second cutout portion Fd are the width w in the circumferential direction of the
ところで、図7に示すように、コラムチューブ1の前端には外部磁力を防ぐ鉄から成るガイド体17が設けられており、このガイド体17は、コラムチューブ1の出力軸側端部である前端の端面に一体形成されたフランジ部17aと、フランジ部17aに一体形成されトルクセンサ10のケース10cの本体10aが嵌挿される円筒状嵌合部17bと、円筒状嵌合部17bの一部を切り欠いた切欠部分に2つの平板を固定して一体形成された位置決め部17cとを備え、トルクセンサ10の把手10bが位置決め部17cの両平板間に嵌挿されて位置決めされるようになっている。なお、フランジ部17a、円筒状嵌合部17b、位置決め部17cは一体形成されたものに限らず、溶接等によりそれぞれ固着形成されたものであってもよい。
By the way, as shown in FIG. 7, a
そして、上記した取付装置Fの基部Faが、図1に示すように、ベアリング15を介して出力軸6の外側に回転自在に基部Faが装着され、円筒部Fbはガイド体17のフランジ部17aに形成された円筒状嵌合部17bに外嵌されてボルト18によりフランジ部17aに固定され、取付装置Fが出力軸6の中央部から後端部にわたる外側に配置される。このとき、トルクセンサ10のケース10cの把手10bがガイド体17の位置決め部17cの両平板間に嵌挿されて位置決めされる。
As shown in FIG. 1, the base portion Fa of the mounting device F is rotatably mounted on the outside of the output shaft 6 via a bearing 15, and the cylindrical portion Fb is a flange portion 17 a of the
さらに、トルクセンサ10のケース10cの円筒部分が円筒部Fbの後端面側から円筒部Fbに内嵌されてさらに前方に押し込まれると、ケース10cの把手10bが第1切欠部Fcに当接し、把手10bが第1切欠部Fcに当接した後、ケース10cの押し込みが解除され、取付装置Fの段差Dの分だけケース10cが押し込み方向と逆の後方(軸方向に平行)に戻されてから左方に少し回転され、第2切欠部Fdにケース10の把手10bが当接されてフランジ部17aとの間に挟持されるとトルクセンサ10の位置決めが行われ、トルクセンサ10の取付装置Fへの取り付けが完了する。
Further, when the cylindrical portion of the case 10c of the
ここで、取付装置Fの第1切欠部Fcと第2切欠部Fdとの段差Dが、ケース10cに対するトルクセンサ10のロータアッセンブリの軸方向(スラスト方向)への移動量(ストローク量)に応じて設定されているため、トルクセンサ10の取り付け完了状態では、トルクセンサ10のロータアッセンブリがケース10cおよびステータアッセンブリと適切な隙間を確保した状態で、トルクセンサ10が出力軸6に取り付けられる。
Here, the step D between the first notch portion Fc and the second notch portion Fd of the attachment device F corresponds to the amount of movement (stroke amount) in the axial direction (thrust direction) of the rotor assembly of the
したがって、上記した実施形態によれば、見えない状態でのめくら作業ではなく、ガイド体17によりトルクセンサ10を組み立てた状態でケース10cごと出力軸6に精度よく位置合わせをしつつ簡単に取り付けることができて、トルクセンサ10のロータアッセンブリがケース10cおよびステータアッセンブリと適切な隙間を確保した状態でトルクセンサ10を出力軸6に取り付けることが可能になり、しかもトルクセンサ10の調整が不要であることから、作業者は従来のような調整のための熟練を要することもなく、トルクセンサ10の取り付けを簡単に精度よく行うことができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, it is not a blind work in an invisible state, but can be easily attached while accurately aligning the output shaft 6 together with the case 10c in a state where the
また、ガイド体17の位置決め部17cにより取り付け後のトルクセンサ10の回転を防止でき、トルクセンサ10を精度よく位置決めした状態で取り付けることができ、ガイド体17を鉄により形成したことから、トルクセンサ10の外部磁力の影響を防止でき、外部磁力によるトルクセンサ10の検出精度の低下を未然に防止することが可能になる。
In addition, the rotation of the
しかも、トルクセンサ10を分離した状態で取り付けるのではなくトルクセンサ10を組み立てた状態で取り付けるため、従来のようにオイルシールを傷つけないための気遣いやトルクセンサ10の調整等が不要になり、作業者は調整等のための熟練を要することもなく、トルクセンサ10の取り付けを簡単にかつ精度よく行うことができ、トルクセンサ10にがたつきが生じず従来のような異音の発生を未然に防止することができる。
Moreover, since the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記した実施形態では、ガイド体17を鉄により形成した場合について説明したが、鉄以外の素材であって外部の磁力を防ぐ素材によりガイド体17を形成してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the case where the
また、上記した実施形態では、取付装置Fの段差Dを、トルクセンサ10のケース10cに対するロータアッセンブリの軸方向(スラスト方向)へのストローク量と同じ寸法に設定した場合について説明したが、段差Dはストローク量以上に設定されていればよい。また、トルクセンサ10のステータアッセンブリを出力軸6に外嵌し、ロータアッセンブリを入力軸2に外嵌するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the step D of the mounting device F has been described as having the same dimension as the stroke amount in the axial direction (thrust direction) of the rotor assembly with respect to the case 10 c of the
また、第1切欠部Fcおよび第2切欠部Fdの円周方向への幅(寸法)W1,W2は、トルクセンサ10の把手10bの本体10aの周方向における幅w(図2参照)以上に設定されていればよい。
Further, the widths (dimensions) W1 and W2 in the circumferential direction of the first notch portion Fc and the second notch portion Fd are larger than the width w (see FIG. 2) in the circumferential direction of the
また、上記した実施形態では、ステータアッセンブリに対し相対的に軸方向(スラスト方向)に移動可能にステータアッセンブリの内側にロータアッセンブリが配設された構成を有するトルクセンサ10を取り付ける場合について説明したが、ステータアッセンブリに対してロータアッセンブリが軸方向に移動可能でない構成のトルクセンサであっても、本発明を適用することができる。
In the above-described embodiment, the case where the
1 …ステアリングコラムチューブ
2 …入力軸
6 …出力軸
7 …トーションバー
10 …トルクセンサ
10b …把手(当接部)
10c …ケース
11 …パワーステアリングモータ
17 …ガイド体
17a …フランジ部
17b …円筒状嵌合部
17c …位置決め部
DESCRIPTION OF
10c ... Case 11 ...
Claims (1)
前記入力軸が挿入配置されるステアリングコラムチューブの前記出力軸側端部の端面に形成されたフランジ部と、
前記フランジ部に形成され前記トルクセンサの前記ケースの前記本体が嵌挿される円筒状嵌合部と、
前記円筒状嵌合部の一部を切り欠いた切欠部分に形成され前記トルクセンサの前記把手が嵌挿される位置決め部と
を有するガイド体を備えたことを特徴とするトルクセンサの取付装置。 A torque sensor that is provided in an electric power steering device that generates an auxiliary steering torque according to a steering torque applied to a steering wheel and transmits the auxiliary steering torque to an output shaft of a steering mechanism, and detects the operation torque. A case having a main body and a handle connected to a part of the main body and a stator assembly housed in the case and connected to a steering wheel or externally fitted to the output shaft A rotor assembly having annular magnets in which magnetic poles are alternately arranged in a circumferential direction and fitted on the output shaft or the input shaft and disposed inside the stator assembly; and housed in the case and Magnetism for detecting magnetic flux based on the rotation difference of the stator assembly relative to the rotor assembly And a rotation generated between the input shaft and the output shaft by twisting a torsion bar having both ends fixed to the input shaft and the output shaft by a steering force applied to the steering wheel. In a torque sensor mounting device for mounting a torque sensor for detecting a difference as the steering torque by the magnetic sensor unit,
A flange portion formed on an end surface of the output shaft side end portion of the steering column tube into which the input shaft is inserted and disposed;
A cylindrical fitting portion formed in the flange portion and into which the main body of the case of the torque sensor is fitted;
A torque sensor mounting device comprising a guide body having a positioning portion formed in a cutout portion formed by cutting out a part of the cylindrical fitting portion and into which the handle of the torque sensor is inserted.
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JP2020008547A (en) * | 2018-06-28 | 2020-01-16 | 株式会社デンソー | Magnetic detection module, detection device, case assembly, and manufacturing method of magnetic detection module |
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- 2014-06-30 JP JP2014133844A patent/JP2016011900A/en active Pending
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